[发明专利]可在线取料的生物质连续解聚装置及方法

权利要求书

1.一种生物质连续解聚装置，包括：

第一反应器，其上设有进料口，用于生物质中的半纤维素解聚；以及

第二反应器，其上设有残渣出口和水解液出口，第二反应器起始端与第一反应器末端串联设置，用于半纤维素解聚后剩余的纤维素解聚。

2.根据权利要求1所述的生物质连续解聚装置，其特征在于，

所述第一反应器和/或第二反应器上设有用于取料的在线取料单元；

作为优选，所述在线取料单元包括液体取样口和/或固体取样口；

作为进一步优选，所述在线取料单元包括设置在所述固体取样口的固体取样器。

3.根据权利要求2所述的生物质连续解聚装置，其特征在于，

所述固体取样器包括：

反应器连接管，其与所述第一反应器和/或第二反应器内部空间连通；

外套管，与反应器连接管连通；

密封阀，其设置在反应器连接管上，用于控制所述第一反应器和/或第二反应器内部空间与外套管内部空间之间的连通与断开；

可移动的取样器，其设置在所述外套管内部空间中，能够将所述取样器从连通的反应器连接管中取得样品并载运出所述外套管；

移动单元，其一端与取样器连接，另一端伸出外套管外，用于移取所述取样器；以及

密封单元，其设置在外套管与移动单元之间，用于形成密封环境；

作为优选，所述的所述移动单元为螺杆；

作为优选，所述反应器连接管与外套管之间通过法兰可拆卸连接；

作为优选，所述取样器与移动单元可拆卸连接。

4.根据权利要求1所述的生物质连续解聚装置，其特征在于，

所述第一反应器的进料口上连接有进料单元；

作为优选，所述进料单元包括进料锁斗、连续加压进料器；

作为优选，所述第一反应器和/或第二反应器上连接有催化剂进口；

作为优选，所述催化剂进口设置在第一反应器和/或第二反应器的起始端。

5.根据权利要求1所述的生物质连续解聚装置，其特征在于，

所述第一反应器和/或第二反应器上设有传感器；

作为优选，所述传感器包括温度传感器、压力传感器、酸度传感器；

所述第一反应器和/或第二反应器上设有加热单元；

作为优选，所述加热单元包括加热套筒。

6.根据权利要求1所述的生物质连续解聚装置，其特征在于，

所述第一反应器和/或第二反应器上连接有气体发生器；

作为优选，所述气体包括氮气、氧气、空气、氩气、二氧化碳、水蒸气中的任一种；

作为进一步优选，所述水蒸气包括携酸水蒸气、携碱水蒸气。

7.根据权利要求1所述的生物质连续解聚装置，其特征在于，

所述第一反应器包括用于进料的第一螺杆；

作为优选，所述第一螺杆为推进螺杆；

作为优选，所述第一螺杆为中空打孔螺杆；

作为优选，所述第一螺杆为等螺距螺杆或者变螺距螺杆；

作为优选，所述第一螺杆与第一动力单元连接；

作为进一步优选，所述第一动力单元包括电机。

8.根据权利要求1所述的生物质连续解聚装置，其特征在于，

所述第二反应器包括用于进料的第二螺杆；

作为优选，所述第二螺杆为推进螺杆；

作为优选，所述第二螺杆为中空打孔螺杆；

作为优选，所述第二螺杆为等螺距螺杆或者变螺距螺杆；

作为优选，所述第二螺杆与第二动力单元连接；

作为进一步优选，所述第二动力单元包括电机。

9.根据权利要求1所述的生物质连续解聚装置，其特征在于，

所述第一反应器和/或第二反应器采用的材料为耐酸、耐碱型材料；

作为优选，所述第一反应器横向设置，第二反应器竖直设置；

作为优选，所述的生物质连续解聚装置固定在支撑台上；

作为进一步优选，所述支撑台底部设有方便移动的滑轮。

10.一种采用如权利要求1-9任一项所述生物质连续解聚装置解聚生物质的方法，包括如下步骤：

(1)将生物质物料、水、催化剂加入到第一反应器内混合反应；

(2)步骤(1)中反应后的物料输送到第二反应器内反应并收集固体残渣和水解液；

作为优选，步骤(2)中加入催化剂，所述催化剂包括无机酸和固体酸；

作为优选，所述催化剂包括硫酸、盐酸、磷酸、硝酸、醋酸、甲酸；

作为优选，步骤(1)中所述的催化剂包括硫酸、盐酸、磷酸、硝酸、醋酸、甲酸；

作为优选，步骤(1)中所述生物质物料包括麦秸、稻秸、玉米芯、玉米秸秆、甘蔗渣、葵花籽壳、棉柴、棉籽壳、麦秆、稻壳、林木、草料中的任一种或多种组合；

作为优选，步骤(1)和步骤(2)中的所述反应温度均为25-300℃，反应压力均为100KPa-15MPa；

作为优选，步骤(1)和/或步骤(2)中通过传感器监测反应的温度、压力、酸度；

作为优选，步骤(1)和/或步骤(2)中通过液体和/或固体取料器在线取料进行水解效果分析；

作为优选，步骤(1)和步骤(2)中所述混合方法采用第一螺杆和第二螺杆的旋转来实现，所述第一螺杆和第二螺杆的转速为0-100rpm；

作为优选，步骤(1)中所述生物质物料通过进料单元进入第一反应器内，所述水和催化剂通过催化剂进口进入到第一反应器内；

作为优选，步骤(2)中所述残渣通过残渣出口收集，水解液通过水解液出口收集。